LE媒體廣告屏設計

畢業(yè)設計(論文）專業(yè)班次姓名指導老師二0一三年ILED廣告屏的開發(fā)和設計摘要ＬＥＤ點陣廣告牌在大街小巷隨處可見,它的應用領域現(xiàn)在極其廣泛。像證券交易、金融信息的顯示，LＥD顯示屏需求量都是非常大的。而這些LEＤ的最基本單元都是8＊8的點陣，它是組成漢字及其其它圖形的基礎。本次的設計就是采用單片機作為主要控制單元核心，來實現(xiàn)一個簡單的LEＤ點陣漢字顯示系統(tǒng).通過單片機對行列掃描的控制，配合程序的運用，來實現(xiàn)顯示、滾動、暫停以及調(diào)速。漢字的顯示就是字模以極快的速度在屏幕上循環(huán),超過一定的速度,由于人眼的暫留效應，就會認為是完整地顯示了漢字。把字模按一定的速度依次調(diào)用顯示,在我們視線中就好像字體在滾動。在本次的設計中,主要用到了單片機的串口通信技術，這樣不僅節(jié)省了單片機ＩＯ口的數(shù)目,而且是程序更加簡潔.LEＤ顯示漢字技術相信在將來還會得到更加廣泛的應用，它在我們?nèi)粘Ｉ钪姓嫉玫匚幌嘈乓矔鷣碛匾ｊP鍵詞：單片機LED點陣漢字顯示

目錄TOC\o"1—3”＼h\uＨYPＥＲLINK\l"_Ｔoc２945０9127”摘要 PＡＧEREF＿Ｔoｃ２９4５091２7\hIＨYPＥＲLINK＼l”_Toc2９450９130＂1.緒論 PAGＥRＥF_Toc29４50913０\h1ＨYＰERLINK＼l”_Toc294５0913１”1．1引言?PAGＥＲＥＦ_Tｏc294５09131＼h1ＨYPERＬＩNＫ＼l"_Toc2９4５0９１３2”1．2ＬＥD顯示屏的特點 ２945091３2\h１HYPERLINK\ｌ”_Toc２９4509１３3"1。３LＥD顯示屏產(chǎn)品的優(yōu)勢 ＰAGEREＦ_Toｃ2945091３３\ｈ２ＨYＰERLINＫ\l”_Toｃ２９4５０9１３４＂1.４設計任務及要求?PAGEＲEF_Ｔoc２945０91３4\h3ＨYＰERＬINK＼l”_Tｏc2945０９１3５"２系統(tǒng)設計及其硬件電路設計 PAGＥRＥF＿Toc2９4５09135\h４HＹPEＲLINK\ｌ"_Ｔoc２９4509136”2。1總體系統(tǒng)設計?PAGEＲＥF_Ｔoc2９450９13６\h4HYPＥRLIＮK2．1.1實現(xiàn)方法選取 PAＧEＲEF_Tｏc2９４５091３7\h４ＨYPERLINK\l”_Toc294５09138”２．3硬件電路設計?PAGEＲEF_Toc294509１38\h６HYPEＲLＩNK＼ｌ”＿Tｏc2９45０9139"2.3.1顯示電路 PAGEREＦ_Ｔｏc29450９139\h6ＨYＰEＲLＩNＫ\l”_Ｔoｃ294５09140”2。3.2列驅(qū)動電路 PＡＧＥREF_Ｔoc２945091４0\h7ＨYPERＬINK\l”_Toｃ294509141＂２.3．3行驅(qū)動電路?PAＧEREF_Ｔoc２9450９1４１\ｈ8ＨＹPERLINＫ\l＂_Toc２945091４2”2.3．4復位電路?ＰＡGERＥF_Toc２９4509142\h9HYPERＬINＫ\l＂_Tｏc2945091４３"2．3.5晶振電路 PＡGＥRＥF_Toc２945０9143＼h１0ＨYPERＬINＫ\ｌ”_Toc2９450９144”3.主要器件簡介 PAGEＲEF＿Toｃ2９4509144\ｈ11HYＰERＬINＫ\l＂_Toc2９4509145"3.1STC11Ｆ32單片機簡介?PAGEREF_Toｃ２94５09１45\h1１HYPＥRＬINK\l”_Toc2９４509１46"3.2７4HC595簡介 PAGＥＲEF_Toc29４50９1４６\h15HＹＰERLINK３．3７4LＳ1３8簡介 PAGEREF_Ｔoc2945091４7\h17ＨＹＰERLＩNK\l”_Tｏc２9４50９１４8”3．44９53芯片介紹?PＡGＥRＥF_Ｔoｃ294５0９148＼ｈ19ＨYPＥRＬＩNK＼l"＿Ｔoｃ29450９１4９＂4單片機串口通行介紹 ＰＡGERＥF_Tｏc29450９14９＼h１９HYPERLＩＮK＼l”＿Toc294５091５0”４．1STC11Ｆ系列單片機串行通信接口?PAGＥREF_Toc29450915０＼h19HYPERLINK\l”_Ｔｏｃ29４5091５1”４.１.1串行口的結(jié)構(gòu)與組成?ＰAGERＥＦ_Toc2９４5091５1\h20ＨＹPERLINK\ｌ”_Ｔｏc2９4５09１52”5軟件和程序設計 ＰAＧEＲEF_Toｃ2９45０9１5２\h２4HＹPEＲＬINK\l”_Ｔoc2９450915３”5．１字模軟件 PAGEＲEＦ_Tｏc29４5091５３＼h24HＹＰERＬINK＼l”_Toｃ２945091５4"5.2程序流程圖?PＡＧEREF_Ｔoc294509154\h2５HYPＥRLINＫ\l＂＿Ｔoc２9450９155＂５。２軟件各子模塊設計?PＡGＥREＦ＿Toｃ29４5０９1５5\h26HYＰERLINK\l”_Toc2９4５０9１56＂5.2．1寫入74ＨC５95程序的設計 PAGＥＲEF＿Toｃ２94509１5６＼h２7HYPERLINK＼l＂_Ｔｏc294５０9１57"５。2.２列驅(qū)動程序的設計 ＰAＧEREF_Toｃ294509157\h２8HYＰＥRＬINK\l＂_Toc29４50915８”５.２。3行驅(qū)動程序設計?PAGEREＦ_Tｏc294509158\h29ＨYPEＲLINK＼l”_Toc2９45０915９”結(jié)論 PＡＧEREF_Toc2９4５0９159\h30HYPＥRLＩNＫ＼ｌ”_Ｔｏc29４5091６0＂致謝?PＡGＥREF_Ｔoｃ2945０916０\h３１HYＰERLIＮK\l”_Ｔｏc294５０9161＂參考文獻?PAGEＲEF_Tｏｃ2９４５091６1\ｈ3２HYPEＲLIＮK\l”＿Tｏｃ2９４5091６2＂附錄 PAGEＲＥＦ_Ｔoc294５０9１62\h33ＨYPＥＲLＩNK＼l”_Toc29４5091６３"英文翻譯原文 PＡＧERＥF_Ｔoｃ2945091６3＼h3３HYPEＲLＩNK\l”＿Ｔｏc2９450９16４＂譯文 ２9450916４＼h38ＨYＰERLINK\l”_Ｔoc29４５0９165”程序源代碼?PAＧEREF_Ｔoc2９４5091６5＼h4１ＨYＰEＲLＩNＫ\l"＿Toｃ294５0９１66＂原理圖 ＰAGＥREＦ＿Toc2945０9１6６＼h５2第一章緒論１。1引言近幾年，LED顯示屏的發(fā)展非常迅速,大街小巷到處充斥的ＬED的廣告流動字幕。這與它本身所具有的優(yōu)點分不開的.這些優(yōu)點概括起來是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定.ＬED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。LED顯示屏采用了低電壓掃描驅(qū)動，具有耗電省、使用壽命長、成本低、亮度高、視角大、可視距離遠、防水、規(guī)格品種多等優(yōu)點，可以滿足各種不同應用場景的需求，發(fā)展前景非常廣闊，被公認為最具增長潛力也是發(fā)展最快的的ＬＥD應用市場。隨著北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會等重大賽會的舉辦,體育場館、車站、機場、醫(yī)院、銀行、商業(yè)場所、公共廣場、居民社區(qū)的大面積應用,LED顯示屏的市場應用空間不斷擴大.LED顯示最早的設計方案為點陣模塊方案，由室內(nèi)偽彩點陣屏發(fā)展而來。它的優(yōu)勢是原材料成本較低，且生產(chǎn)加工工藝簡單，質(zhì)量穩(wěn)定。缺點是色彩一致性差,馬賽克現(xiàn)象較嚴重，顯示效果較差。1．2LＥD顯示屏的特點組合型led點陣顯示器以發(fā)光二極體為圖素,它用高亮度led芯片進行陣列組合后，再透過環(huán)氧樹脂和塑模封裝而成.具有高亮度、功耗低、引腳少、視角大、壽命長、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點。點陣顯示器有單色和雙色兩類,可顯示紅，黃,綠,橙等。lｅd點陣有4×４、4×8、５×７、5×８、８×8、１6×16、24×24、４0×40等多種；根據(jù)圖素的數(shù)目分為等，雙原色、三原色等,根據(jù)圖素顏色的不同所顯示的文字、圖像等內(nèi)容的顏色也不同，單原色點陣只能顯示固定色彩如紅、綠、黃等單色，雙原色和三原色點陣顯示內(nèi)容的顏色由圖素內(nèi)不同顏色發(fā)光二極體點亮組合方式?jīng)Q定，如紅綠都亮時可顯示黃色，如果按照脈沖方式控制二極體的點亮時間，則可實現(xiàn)256或更高級灰度顯示，即可實現(xiàn)真彩色顯示.幾種led點陣顯示器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和外型規(guī)格，其他型號點陣的結(jié)構(gòu)與引腳可試驗獲得，leｄ點陣顯示器單塊使用時，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)位,也可顯示各種中西文字及符號，如5ｘ7點陣顯示器用于顯示西文字母，5×８點陣顯示器用于顯示中西文,８x8點陣用于顯示中文文字，也可用于圖形顯示。用多塊點陣顯示器組合則可構(gòu)成大屏幕顯示器,但這類實用裝置常通過微機或單片機控制驅(qū)動。由led點陣顯示器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知,器件宜采用動態(tài)掃描驅(qū)動方式工作,由于led管芯大多為高亮度型，因此某行或某列的單體leｄ驅(qū)動電流可選用窄脈沖，但其平均電流應限制在20ma內(nèi)，多數(shù)點陣顯示器的單體ｌｅd的正向壓降約在2v左右,但大亮點∮10的點陣顯示器單體led的正向壓降約為6ｖ。大屏幕顯示系統(tǒng)一般是將由多個led點陣組成的小模組以搭積木的方式組合而成的，每一個小模組都有自己的獨立的控制系統(tǒng)，組合在一起后只要引入一個總控制器控制各模組的命令和資料即可，這種方法既簡單而且具有易展、易維修的特點.leｄ點陣顯示系統(tǒng)中各模組的顯示方式有靜態(tài)和動態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示原理簡單、控制方便，但硬體接線復雜，在實際應用中一般采用動態(tài)顯示方式，動態(tài)顯示采用掃描的方式工作,由峰值較大的窄脈沖驅(qū)動，從上到下逐次不斷地對顯示幕的各行進行選通，同時又向各列送出表示圖形或文字資訊的脈沖信號，反復以上操作，就可顯示各種圖形或文字資訊.１。3LＥD顯示屏產(chǎn)品的優(yōu)勢LED顯示屏產(chǎn)品的優(yōu)勢:1。高的換幀頻率（不小于300ｈz）極大的提高了圖像的穩(wěn)定性。２。高的灰度級，使常規(guī)真彩數(shù)據(jù)RGB各8位(256級數(shù)據(jù)）分別擴展為1４位，并通過局部控制掃描的方式,將1４位數(shù)據(jù)量完全轉(zhuǎn)換為2１４=1638４個亮度檔次,從而實現(xiàn)16３84級灰度.3.通過人眼的視覺特性,根據(jù)白天及晚間環(huán)境光的變化，進行最高亮度及最低亮度值的改變（根據(jù)查色表)不倫差值如何改變,在該亮度范圍內(nèi)可實現(xiàn)16384級的灰度，從而極大的提高了圖像顯示的清晰度，紅綠蘭可獨立進行任意γ校正，對顯示屏進行手動或自動亮度調(diào)節(jié)100級軟件調(diào)節(jié)、硬件16級亮度調(diào)節(jié).4．合理的結(jié)構(gòu)、簡單的組合,使顯示屏體重量達到最低。５．合理的工作電流,既不降低亮度，又提高了工作效率,使顯示屏可在不用空調(diào)降溫的條件下正常工作。６．采用數(shù)據(jù)分塊處理,各塊同步并行通訊的方式,極大的提高通訊速度.7。遠程通訊使用千兆網(wǎng)高速數(shù)據(jù)通訊芯片，采用光電隔離技術，從而極大的提高了防靜電防雷擊的性能。８.顯示屏可通計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)進行遠程控制。9．具有先進的顯示屏內(nèi)溫、濕度、煙霧監(jiān)控，適時調(diào)節(jié)溫濕度并有報警功能。1．4設計任務及要求本次設計主要就是利用STC11F32單片機作為控制,由LED點陣作為顯示器,配合其他的一些外圍的電路來實現(xiàn)點陣式漢字，并進行一些功能擴充.主要內(nèi)容為:熟悉掌握STC系列單片機遠離及編程;設計單片機的最小系統(tǒng)電路；設計LＥD廣告屏電路設計ＬＥD廣告屏的功能程序調(diào)試LＥD廣告屏系統(tǒng)；2系統(tǒng)設計及其硬件電路設計2．１總體系統(tǒng)設計任何設計都要有一個計劃，一步一步地進行。電子設計更是如此，首先要確定要使用的電子元器件,畫出基本的流程圖，確定硬件電路,設計軟件，仿真,焊接電路。整個設計從功能上應該可分為三個模塊：中心控制模塊、行列驅(qū)動模塊、顯示模塊。中心模塊就是由單片機控制的,是整個系統(tǒng)的核心，主要用來輸出組成漢字的信號。行列驅(qū)動就是用來傳輸漢字的信號的，顯示模塊,即最直觀的部分，就是顯示功能。單片機主控單元單片機主控單元輸出列信號和組成漢字的行信號顯示模塊圖2—1總體設計方案圖2.1.１實現(xiàn)方法選取數(shù)據(jù)傳送方式的選擇:單片機的輸出有并行輸出和串行輸出，并行輸出雖然節(jié)省時間,但占用的位比較多，它的輸出是并行的,所以就需要幾位數(shù)據(jù)同時從幾個端口輸出。而串口雖然要一位一位輸出，但其只需要一個端口就能輸出多位的數(shù)據(jù).雖然并行效率高,但占用的ＩＯ口太多，而本次設計需要的ＩO口遠遠超過了單片機的并行輸出ＩO口，所以在信號輸出的方式選擇上要采用串口通信模式。顯示模塊工作方式的選擇：圖文顯示一般有靜態(tài)和動態(tài)顯示兩種方法，靜態(tài)顯示雖然設計簡單，但其占用的管腳太多,如本設計中1６＊3２的點陣共有51２個發(fā)光二極管，顯然單片機沒有這么多的端口可供使用,但如果采用鎖存器來擴展端口，按8位的鎖存器來計算，16＊３2的點陣需要51２/8＝６4個鎖存器。這個數(shù)字也不實際,因為我們僅僅是1６＊３２的點陣，而在實際應用中的顯示屏往往要更多,這樣在鎖存器上花的成本就是一個很龐大的數(shù)字。因此在實際應用中的顯示屏幾乎都不采用這種設計，而采用動態(tài)顯示的顯示方法。動態(tài)掃描的意思簡單地說就是逐列輪流點亮，這樣掃描驅(qū)動電路就可以實現(xiàn)多列的同名行共用一套驅(qū)動器。就1６＊16的點陣來說，把所有同1列的發(fā)光管的陰極連在一起,把所有同1行的發(fā)光管的陽極連在一起,先送出對應第一列發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第１列使其燃亮一定時間,然后熄滅；再送出第二列的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第2列使其燃亮相同的時間,然后熄滅；以此類推,第16列之后,又重新燃亮第1列，反復輪回。當這樣輪回的速度足夠快（每秒２4次以上）,由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能夠看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。如下所示:每一個字由16行16列的點陣組成顯示.即國標漢字庫中的每一個字均由25６點陣來表示。我們可以把每一個點理解為一個像素,而把每一個字的字形理解為一幅圖像.事實上這個漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖形.我們以顯示漢字“大"為例，來說明其掃描原理：圖２—2顯示漢字“大”的點陣圖形在本例中單片機首先顯示的是左上角的第一列的上半部分,即第0列的P００P０７口。方向為Ｐ0０到P0７,顯示漢字“大”時，Ｐ０5點亮，由上往下排列,為P0。０滅,P0.1滅，P0。２滅P０。3滅,P0.４滅，P0.5亮,Ｐ0。6滅,P0。7滅。即二進制００００0100，轉(zhuǎn)換為16進制為０４H.。上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，為了接線的方便,我們?nèi)栽O計成由上往下掃描,即從Ｐ2７向P20方向掃描,從上圖可以看到，這一列全部為不亮，即為00０000０0，16進制則為00H。然后單片機轉(zhuǎn)向上半部第二列，仍為Ｐ05點亮,為0０00０100，即16進制04H.這一列完成后繼續(xù)進行下半部分的掃描,P２1點亮，為二進制00００0010，即１6進制02H．依照這個方法，繼續(xù)進行下面的掃描，一共掃描３２個8位，可以得出漢字“大”的字模代碼為：0４Ｈ，0０H,０4Ｈ,０２H，0４H，０2Ｈ，０4H,04H０4H,0８H,０4Ｈ,30H，０５H，０C0H,0FEH，00H0５H，80Ｈ,０4H，60H,０4H，10H，0４H,08H0４H，04Ｈ,0ＣＨ,06H，04H,04H，0０H，00H由這個原理可以看出，無論顯示何種字體或圖像,都可以用這個方法來分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。我們設計的是一塊1６*3２的LＥD顯示屏，如下圖：但是顯示原理也是通過STＣ1１F單片機控制外圍電路對整個屏幕進行掃描,用74HC1３8譯碼器和49５3芯片作為行驅(qū)動對屏幕上的１6行進行掃描控制，用74HＣ595作為列驅(qū)動對屏幕上的32列進行掃描控制,根據(jù)人眼的視覺暫留效果，完成漢字的顯示。圖2-216*32ＬED顯示屏實物2.3硬件電路設計2.3.1顯示電路我們所設計的是一塊１6＊32的LEＤ顯示屏，他是由16行32列一共512個ＬED發(fā)光二極管組合而成。我們把他的每一行由H1到H16來表示，每一列由L1到L3２來表示,而每一列中，從上到下每四個二極管是一組，分別為L1、２L１、3Ｌ1、4L1，第二列就為L2、2Ｌ2、3L2、4Ｌ2以此類推。圖2－3顯示電路2。3．2列驅(qū)動電路列驅(qū)動電路包括16個７4HC595，每一個7４HＣ595的8個并行輸出端連接著８組由四個二極管組成的L燈組.如:第一行第一個７4HC595控制Ｌ1到L8這8個燈組，第二個74ＨＣ595控制著２L1到2L8這8個燈組。第二行第一個74HC５９5控制L9到L16這8個燈組，第二個74HC595控制2L9到2Ｌ16這8個燈組,以此類推。1６個7４ＨC59５完成了對12８個LEＤ燈組的控制圖２—4列驅(qū)動電路２.3．３行驅(qū)動電路行驅(qū)動電路包括1個７4HC138和４個4953，根據(jù)Ａ和B的值的不同,分別會輸出Y0、Ｙ1、Y2、Ｙ3四個不同數(shù)據(jù)，當A=0、B=０時，輸出Y0;當Ａ=1、B＝0時,輸出Y1；當A=0、B＝1時，輸出Y2；當Ａ=1、Ｂ=1時,輸出Y3。通過4953芯片，Y０控制1、５、9、13行，Y1控制２、6、10、14行,Y2控制3、７、１1、15行，Y3控制４、8、１2、16行。（a)７4hc138（ｂ）４9５3圖2－5行驅(qū)動電路2.3。４復位電路復位是單片機的初始化操作，它的主要功能是把PC值初始化為000０H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化以外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時,為擺脫困境也需要按復位鍵以重新啟動。復位方式有自動復位和手動復位兩種。本系統(tǒng)采用手動復位方式復位。RＳT引腳是復位信號的輸入端.復位信號是高電平有效，其有效時間應持續(xù)2４個振蕩脈沖周期以上。圖2—6復位電路2．3．5晶振電路晶振電路用于產(chǎn)生程序運行所需的時鐘信號，時序是指令執(zhí)行中各信號之間的先后關系。單片機本身就如同一個復雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應該在統(tǒng)一的時鐘信號控制下按時序進行工作.在AT89C５１單片機內(nèi)部是帶有時鐘電路的,因此,只需要在片外通過XTAL1和XTＡＬ2引腳接入定時控制元件，即可構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。在AＴ8９C5１芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，而在芯片的外部,XTAL1和XTAＬ2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容就可以了。圖2—７晶振電路3。主要器件簡介3。1STC1１F32單片機簡介單片機就是一個微型電腦,它的內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如中央處理器ＣPU、隨機存儲器RAＭ、只讀存儲器ROM、中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器、Ｉ／Ｏ接口等半導體集成電路芯片，它主要是作為控制部分的核心部件。單片機是一種在線式實時控制計算機,在線式就是現(xiàn)場控制，需要的是有較強的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計算機（比如家用ＰＣ）的主要區(qū)別。單片機必須靠程序運行,并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是一些特殊的功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的。因為單片機通過編寫的程序可以實現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性。單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域。ＳＴC單片機是以51內(nèi)核為主的系列單片機，SＴC單片機是由笙泉科技設計，國內(nèi)宏晶公司貼牌生產(chǎn)的，這個芯片設計的時候就吸取其它５1系列單片很容易被解密的教訓，改進了加密機制。STＣ１1系列單片機是宏晶科技設計生產(chǎn)的單時鐘/機器周期（1T)的單片機，是高速、低功耗、超強干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)805１，但速度快８—１2倍。內(nèi)部集成的ＦLＡSＨ壽命可達1０萬次,并且完全支持ISP和ＩAP功能.該系列針對不同功能、電壓、封裝等的型號規(guī)格非常齊全.所有的ＳＴC１1/10xx系列單片機內(nèi)部都固化了宏晶科技的ISP程序,不需要并行編程器,通過RS2３２串口就可以燒錄用戶程序.但一些系統(tǒng)為了程序保密或者采用其他諸如ＲS4８5通訊或其他通訊方式的需要,仍然需要自己編寫ISP程序用于系統(tǒng)升級.在SＴC1１/10xx系列單片機中以IAP打頭的芯片型號，用戶程序和數(shù)據(jù)FLASＨ是統(tǒng)一尋址，允許在用戶程序中擦寫FLASH，因此可以編寫自己的ＩSＰ程序。圖3－１STC11f3２單片機引腳圖ＳTC1１/10xx系列單片機特點:?●高速：1個時鐘/機器周期，增強型8０51內(nèi)核,速度比普通８０５１快８～12倍

●寬電壓：5。5～４.１Ｖ/3。７Ｖ,３.6V～2.４V/2.1V（STC11/10Ｌ系列）?●低功耗設計:空閑模式（可由任意一個中斷喚醒）?●低功耗設計:掉電模式(可由任意一個外部中斷喚醒,可支持下降沿／低電平和遠程喚醒,ＳＴC11xｘ系列還可通過內(nèi)部專用掉電喚醒定時器喚醒）

●工作頻率:0～３５ＭHz，相當于普通８05１:0～4２0ＭHz?●時鐘：外部晶體或內(nèi)部ＲC振蕩器可選,在ISP下載編程用戶程序時設置

●1/2/4/8／12/16/32/48/60/62Ｋ字節(jié)片內(nèi)Flaｓh程序存儲器,擦寫次數(shù)１0萬次以上?●12８0/512/２５６字節(jié)片內(nèi)RAM數(shù)據(jù)存儲器?●芯片內(nèi)ＥEＰＲOM功能，擦寫次數(shù)１0萬次以上

●ISＰ/ＩAP，在系統(tǒng)可編程/在應用可編程，無需編程器/仿真器?●2個16位定時器，兼容普通8０５1的定時器Ｔ0/T1?●1個獨立波特率發(fā)生器（故無需Ｔ２做波特率發(fā)生器）,缺省是T1做波特率發(fā)生器?●可編程時鐘輸出功能，T０在P３.４輸出時鐘，T１在P3。5輸出時鐘,BRT在Ｐ1.0輸出時鐘

●硬件看門狗（WDＴ)

●全雙工異步串行口（ＵＡRT),兼容普通8051，可當2個串口使用（串口可在P3與P１之間任意切換）?●先進的指令集結(jié)構(gòu),兼容普通８051指令集,有硬件乘法／除法指令

●通用I/Ｏ口(3６/4０個）,復位后為：準雙向口／弱上拉（普通80５１傳統(tǒng)I/Ｏ口）

可設置成四種模式：準雙向口／弱上拉,推挽／強上拉，僅為輸入/高阻,開漏?每個I／O口驅(qū)動能力均可達到20ｍA,４4／４0管腳的IC建議整個芯片不要超過10０mA，?２0/1８/16管腳的IC建議整個芯片不要超過60MａSＴC11／10xｘ系列主要性能:

在系統(tǒng)可編程,無需編程器,無需仿真器,可遠程升級。?可送ＳTC—ISP下載編程器，1萬片/人/天。

內(nèi)部集成高可靠復位電路，復位腳設置為Ｉ/Ｏ口使用時，復位腳可浮空。?速度快，1個時鐘／機器周期,可用低頻晶振，大幅降低EMI。

輸入輸出口多，最多有40個I／O,復位腳如當I/O口使用,可省去外部復位電路。

超強抗干擾,超強抗靜電，整機可輕松過２萬伏靜電測試。

超低功耗：掉電模式:外部中斷喚醒功耗<0。1uA,支持下降沿／低電平和遠程喚醒。

STC11ｘx系列增加了掉電喚醒專用定時器，啟動掉電喚醒定時器典型功耗＜2ｕA。?適用于電池供電系統(tǒng)，如水表，氣表，便攜設備等.

空閑模式:典型功耗＜1.３mA

正常工作模式：2ｍA－7mA

復位腳：燒錄程序時如設置為Ｉ/Ｏ口,可當I/O口使用或浮空?不用的Ｉ／O口:浮空即可

使用LQＦP44封裝時,最多有4０個I／Ｏ口

使用PDIP40封裝時，最多有３6個I／Ｏ口3。2７４HC５95簡介描述：7４HC５9５是硅結(jié)構(gòu)的一種CMOS器件,兼容低電壓的TTL電路，遵守JEDEＣ標準。74HC5９5是具有8位移位寄存器和一個存儲器，三態(tài)輸出功能.移位寄存器和存儲器是分別的時鐘。數(shù)據(jù)在SHcp的上升沿輸入,在ＳTcp的上升沿進入到存儲寄存器中去。如果兩個時鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲寄存器早一個脈沖。移位寄存器有一個串行移位輸入(Ds），和一個串行輸出(Q7'）,和一個異步的低電平復位,存儲寄存器有一個并行８位的，具備三態(tài)的總線輸出，當使能ＯE時（為低電平),存儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。8位串行輸入/輸出或者并行輸出移位寄存器，具有高阻關斷狀態(tài).三態(tài)。特點：8位串行輸入/８位串行或并行輸出存儲狀態(tài)寄存器，三種狀態(tài)。輸出寄存器可以直接清除100MHz的移位頻率輸出能力：并行輸出，總線驅(qū)動；串行輸出；標準中等規(guī)模集成電路595移位寄存器有一個串行移位輸入（Ds)，和一個串行輸出(Q7'），和一個異步的低電平復位，存儲寄存器有一個并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當使能OE時（為低電平）,存儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。圖３-27４HC５95引腳圖引腳說明:Ｑ０…Q7第15腳及１—7腳，并行數(shù)據(jù)輸出GND第8腳地Ｑ7’第9腳串行數(shù)據(jù)輸出MR第１０腳主復位(低電平）SHCＰ第11腳移位寄存器時鐘輸入STCP第12腳存儲寄存器時鐘輸入OＥ第13腳輸出有效(低電平）DS第1４腳串行數(shù)據(jù)輸入VCC第16腳電源芯片時序圖：圖3—3時序圖3.３74LＳ13８簡介描述：７4LS138為3線－8線譯碼器，共有54/7４S13８和54／74LS1３８兩種線路結(jié)構(gòu)型式,其７４ＬS13８工作原理如下:當一個選通端(G1)為高電平，另兩個選通端(／（G2Ａ）和/（G2B))為低電平時,可將地址端（A、B、C)的二進制編碼在一個對應的輸出端以低電平譯出.作用：利用G1、/（Ｇ2A)和/（G2Ｂ)可級聯(lián)擴展成24線譯碼器;若外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成32線譯碼器。若將選通端中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端時，74LS１３８還可作數(shù)據(jù)分配器。引腳及內(nèi)部電路:圖3－43線—8線譯碼器7４ＬS138?圖3－５74LS13８內(nèi)部電路譯碼器74LS138的功能表:

圖3-６74LS138功能表無論從邏輯圖還是功能表我們都可以看到74LS13８的八個輸出管腳，任何時刻要么全為高電平1—芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個為低電平0，其余７個輸出管腳全為高電平１。如果出現(xiàn)兩個輸出管腳在同一個時間為0的情況，說明該芯片已經(jīng)損壞。3。449５3芯片介紹4953在led中的作用是行驅(qū)動，電流放大ＬED顯示屏單元板,每一顯示行需要的電流是比較大的,要使用行驅(qū)動管,每片４９53可以驅(qū)動2個顯示行其內(nèi)部是兩個CMOS管，1、3腳VCC,2、4腳控制腳,２腳控制7、8腳的輸出，4腳控制5、６腳的輸出，只有當２、4腳為“0”時，7、8、5、6才會輸出，否則輸出為高阻狀態(tài)。４95３行功率管一段和7４hc138管腳相連,一端和單元板上二極管的正極相連接。在短路的情況下74hc4953很容易燒壞,有種燒焦的氣味。單元板上每個模塊的同一行不亮；同一行不亮可能是行驅(qū)動管TP１27（或４95３)損壞或虛焊或印刷電路斷，或是從138輸出到12７(或4９53）的基極Ｂ的信號沒有過來.更換127(或49５3）或虛焊補焊或飛線。圖3—7４９53引腳圖4單片機串口通行介紹本次設計的核心技術主要用到了單片機的串口通信技術，下面對單片機的串口通信技術做一介紹：４．１STＣ11Ｆ系列單片機串行通信接口SＴＣ11Ｆ系列單片機內(nèi)部有一個功能強大的全雙工串行異步通信接口，它既可以作為UART使用，能方便地構(gòu)成雙機或多機通信系統(tǒng)，也可以在外接移位寄存器后擴展并行I／O口。４．1.1串行口的結(jié)構(gòu)與組成單片機的串行通信口結(jié)構(gòu)主要由兩個串行數(shù)據(jù)緩沖器（SBＵF)、發(fā)送控制器、發(fā)送端口、接收控制器和接收端口等組成。串行口的工作方式和波特率由專用寄存器SＣON和PＣON控制。1、串行數(shù)據(jù)緩沖器(SUBF）STC11F系列單片機串行口有兩個串行數(shù)據(jù)緩沖器，其中一個用來發(fā)送數(shù)據(jù)，一個用來接收，可以同時發(fā)送和接收。發(fā)送緩沖器只能寫入，不能讀出。同樣,接收緩沖器只能讀出,不能寫入。兩個緩沖器使用同一個符號SBUF,共用一個地址99H，根據(jù)讀、寫指令來確定訪問其中的哪一個。發(fā)送數(shù)據(jù)時，執(zhí)行一條將數(shù)據(jù)寫入SBUF的傳送指令，即可將要發(fā)送的數(shù)據(jù)按事先設置的方式和波特率從TＸD端串行輸出。一個數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后,串行口能向CPU提出中斷請求，發(fā)送下一個數(shù)據(jù).接收數(shù)據(jù)時，當一幀數(shù)據(jù)從RXD端經(jīng)過接收端口（移位寄存器)全部進入ＳBUF后，串行口發(fā)出中斷請求，通知CPU接收這一數(shù)據(jù)。CPＵ執(zhí)行一條讀SBUF的指令，就能將接受的數(shù)據(jù)送入某個寄存器或是存儲單元。與此同時的是接收端口接收下一幀數(shù)據(jù)。為了避免前后兩幀數(shù)據(jù)重疊，接收器是雙緩沖的.串行口控制寄存器（ＳＣON）ＳCOＮ是用于控制單片機串行口的工作方式的，同時還包含了要發(fā)送和接收到的第９位數(shù)據(jù)及串行口中斷標志位。此寄存器的字節(jié)地址為98Ｈ。各位的定義如下：SM0SM１ＳＭ2REＮTＢ8RB8ＴIRI圖4-1串行口8位?ＳM0、SMl：串行口工作方式選擇位,由軟件設定，有四種方式：0０——方式0；0１——方式１；１0-—方式２;１1-—方式3。SM2：僅用于方式2和方式3的多機通信控制位,本設計沒有涉及到多機通信，不再多做陳述。RＥＮ:串行接收允許位：0——禁止接收;1——允許接收。TB8：在方式2、3中,TB8是發(fā)送機要發(fā)送的第９位數(shù)據(jù).RB8：在方式2、3中,RＢ8是接收機接收到的第9位數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)正好來自發(fā)送機的TB８。ＴI：發(fā)送中斷標志位.發(fā)送前必須用軟件清零，發(fā)送過程中ＴI保持零電平,發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后,由硬件自動置1。如要再發(fā)送，必須用軟件再清零。本設計就用到了此功能.ＲＩ:接收中斷標志位。接收前,必須用軟件清零,接收過程中ＲI保持零電平,接收完一幀數(shù)據(jù)后，由片內(nèi)硬件自動置1.如要再接收，必須用軟件再清零。電源控制寄存器（PＣＯN)PＣＯＮ主要是為CHＭＯS型單片機的電源控制而設置的專用寄存器，單元地址是87H,其結(jié)構(gòu)格式如下：SMOD-————————－—－—－ＧF1ＧF０ＰDＩDLＳMOD:該位與串口通信有關。SMOD=0;串口方式１,2,3時，波特率正常。SＭOD=1;串口方式１，２，3時，波特率加倍。GＦ１，GF0:兩個通用工作標志位，用戶可以自由使用.PD:掉電模式設定位。PＤ＝0單片機處于正常工作狀態(tài)。ＰD=1單片機進入掉電(PowerDｏwn)模式，可由外部中斷或硬件復位模式喚醒，進入掉電模式后，外部晶振停振，CPU、定時器、串行口全部停止工作,只有外部中斷工作。IＤＬ:空閑模式設定位.IDL＝0單片機處于正常工作狀態(tài)。IDL=1單片機進入空閑(Idle）模式,除ＣPU不工作外，其余仍繼續(xù)工作，在空閑模式下可由任一個中斷或硬件復位喚醒。４。1．2串行口的工作方式ＳM0ＳM1模式功能波特率000同步移位寄存器fosc/12011８位UAＲT可變(T1溢出率）1０0９位UＡRTfｏｓｃ／6或fosc/3２1119位UART可變（T１溢出率）其中，ｆosｃ是振蕩器的頻率,UART為通用異步接收和發(fā)送器的英文縮寫。下面對這4種工作模式作進一步介紹。(1）方式０當設定SM１、ＳM0為00時,串行口工作于方式0,它又叫同步移位寄存器輸出方式.在方式0下，數(shù)據(jù)從ＲXD(P3.0）端串行輸出或輸入，同步信號從TXＤ（P3．１）端輸出，發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)為8位，低位在前,高位在后，沒有起始位和停止位.數(shù)據(jù)傳輸率固定為振蕩器的頻率1/12，也就是每一機器周期傳送一位數(shù)據(jù)。方式0可以外接移位寄存器，將串行口擴展為并行口，也可以外接同步輸入/輸出設備。執(zhí)行任何一條以ＳBUF為目的的寄存器指令，就開始發(fā)送。(２）方式1當設定SM1、SM0為0１時,串行口工作于方式1.方式1為數(shù)據(jù)傳輸率可變的８位異步通信方式，由TXD發(fā)送，RXD接收,一幀數(shù)據(jù)為10位,1位起始位(低電平）,8位數(shù)據(jù)位（低位在前）和1位停止位（高電平)。數(shù)據(jù)傳輸率取決于定時器1或2的溢出速率（1/溢出周期）和數(shù)據(jù)傳輸率是否加倍的選擇位ＳMOD。對于有定時器/計數(shù)器2的單片機，當Ｔ2CＯN寄存器中ＲCＬK和TCLK置位時,用定時器2作為接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸率發(fā)生器,而RCLK=TCＬK=0時,用定時器1作為接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸率發(fā)生器.兩者還可以交叉使用，即發(fā)送和接收采用不同的數(shù)據(jù)傳輸率。類似于模式0，發(fā)送過程是由執(zhí)行任何一條以SBUF為目的的寄存器指令引起的。（3）方式2當設定ＳＭ0、SM1二位為10時，串行口工作于方式2，此時串行口被定義為9位異步通信接口。采用這種方式可接收或發(fā)送11位數(shù)據(jù)，以11位為一幀，比方式1增加了一個數(shù)據(jù)位,其余相同。第9個數(shù)據(jù)即Ｄ８位用作奇偶校驗或地址/數(shù)據(jù)選擇，可以通過軟件來控制它，再加特殊功能寄存器SCON中的ＳＭ２位的配合，可使MCS—５1單片機串行口適用于多機通信。發(fā)送時，第9位數(shù)據(jù)為TB8，接收時，第９位數(shù)據(jù)送入RB8。方式２的數(shù)據(jù)傳輸率固定,只有兩種選擇，為振蕩率的1／6４或１/３2,可由PＣON的最高位選擇。（4）方式３當設定ＳＭ0、SM1二位為１1時,串行口工作于方式3。方式３與方式2類似，唯一的區(qū)別是方式3的數(shù)據(jù)傳輸率是可變的。而幀格式與方式２一樣為11位一幀。所以方式3也適合于多機通信。本設計只需要傳送8位的數(shù)據(jù),不需要標志位,74ＨC595是一個８位的寄存器，不需要標志位及校驗位，所以運用的方式0。5軟件和程序設計5.1字模軟件字體的組成全都是由字模組成的，一個基本顯示單元要顯示一個漢字,需要3２個8進制的數(shù)，即字模。從左邊開始，每列用兩個字模，上下各一個,低位在上,1６＊６4的LＥD點陣可以分為上半部分和下半部分,兩個８＊6４的點陣。從左上邊的第一列開始，每一列的字模是由８位的二進制數(shù)組成的，例如0０0011１１就是下邊的四個燈亮，換算成8進制就是0F，如果手動提取字模，會是一個比較麻煩的工作。有字模提取的軟件可供使用。字模軟件可以很方便地把需要的字模提取出來:圖5—1字模提取軟件通過字模提取，可以得到“歡”的字模為：0xFＦ,０x7F，0xFＦ,0ｘ7F，0ｘ0３,0x7F,0ｘFＡ，0x01，０x7A，0xFＢ，0xB５，0xB7，０xＤ7,0ｘＢF,０ｘＥF，０ｘＢF，0xＥ７,0xBF，０ｘE7,０ｘ9Ｆ，0xDB，0x５F，0xDＢ,０ｘ６Ｆ０xBE，0xE7,0x7９，０xF１,0xC7,0xＦB,0ｘFF,0ｘFF，依次提取出需要的字模即可。5.２程序流程圖根據(jù)功能要求，需要同時在極短的時間里完成對LＥD點陣屏幕上１６行32列所有點的掃描，從行、列寄存器中輸出相應的字模使16＊３2的LEＤ顯示屏上的所有為高電平的點亮起，那么根據(jù)人眼的視覺暫留效果,我們就可以看到屏幕上顯示的兩個漢字。我們所設計的程序是這樣完成對屏幕的所有點的掃描，先掃描１、５、９、13行的前８列，然后掃描該四行的９到1６列，之后掃描該四行的17到24列，之后是該四行的25到３２列,完成之后進行一次顯示。然后按照該順序進行第2、６、10、14行的掃描和顯示,之后是３、７、１1、1５行的掃描和顯示,最后進行是4、8、12、16行的掃描和顯示.這整個掃描顯示過程都是在很短的時間內(nèi)完成的,在我們看來顯示屏上形成的是穩(wěn)定的兩個漢字。這樣，設計出程序的主要流程圖：開始系統(tǒng)初始化調(diào)用顯示程序調(diào)整數(shù)據(jù)指針是否顯示完圖5-２程序主流程圖5。２軟件各子模塊設計在本次的程序編寫中，用到最多的語法就是foｒ循環(huán)，下面簡單介紹一下C語言中fｏr循環(huán)的用法:一般情況下for循環(huán)里包含3條語句，第一句是為循環(huán)變量賦初始值值，第二句是循環(huán)條件，第三句是給循環(huán)變量重新賦值，例如：for（i=0；ｉ＜num;i+＋）｛／/｝這個循環(huán)的循環(huán)變量是i，i的初始值是0，循環(huán)條件是ｉ〈num,i以自增的方式賦新值,也可以寫出i+=１0，即i=ｉ+1０.就拿上面這個例子來說，執(zhí)行的過程是先給給i賦初值,再判斷i是否小于nuｍ，若是則執(zhí)行for循環(huán)里的語句，執(zhí)行完之后再執(zhí)行i++,然后再判斷ｉ是否小于ｎum,若是則仍執(zhí)行for循環(huán)里的語句,否則退出循環(huán)。5.2.１寫入74HC５95程序的設計寫入的每個8位字模和0x80與,然后向左移位之后再和0x8０與,進行8次該循環(huán),就可以將一個字模中的８位數(shù)據(jù)通過７4HC59５的DS串行輸入端寫入。程序如下：ｖoidwrite59５（ｕｃharｄａｔ)/／數(shù)據(jù)串行送入595{ucｈari；for（i=0；ｉ＜8；i++）{CLK=0；SER＝dat＆0x80;daｔ〈＜=1;ＣLK=1；｝5。2.2列驅(qū)動程序的設計列驅(qū)動就是把字模從單片機中通過串口輸出到寄存器，然后從寄存器輸出到顯示器上.我們先將字模中的第4行第1列(i＋k—1＝３、sign=0）的8位輸出到寄存器,通過foｒ循環(huán)依次輸出字模中第1列的３、2、1行的三個8位.然后依次輸出字模中的第2列的4、3、2、1行.之后通過最外面的for循環(huán)，完成對字模中第１列的8、7、6、5行和第2列的8、7、6、5行的輸出.完成之后1６個74HC595中都寫好了8位數(shù)據(jù),對１6個７4HC595全部給一個上升沿，就將這些寄存器中的數(shù)據(jù)一起輸出到顯示屏上。程序如下:ｖoidiｎput（ucｈarsｉgn）／/送一幀數(shù)據(jù)，siｇn表示送的列數(shù){ｕchａri，j,k，s;k=0;for（s＝0;ｓ〈2;s++）//s表示字數(shù),共2個字{ｆｏr(i=4；ｉ＞0;i—－)｛write５９5（tａb[i+ｋ-１][sｉgn］);｝for(j＝４；j〉0；ｊ—－)｛write59５（ｔab［j＋k－1］［ｓigｎ+1］)；}k+=4；}ＲCLK=0；RCLK＝1;}5。2．３行驅(qū)動程序設計行驅(qū)動是通過控制Ｅ１、E２的值的不同，我們在主程序中進行實現(xiàn)，當inpｕｔ（0）時，輸出的是顯示屏上第1、5、9、13行中的所有列，所以這時候令E1=0、Ｅ2=０,控制行驅(qū)動輸出Y０,令1、5、9、13行全亮，所以就可以將這4行中的點的亮滅情況顯示出來。之后iｎpｕt(2）,同理來顯示第２、6、10、１4行的點的亮滅情況。然后依次input4和6,來顯示３、７、１1、１5行和4、8、1２、1６行。這一連串動作都在很短的時間內(nèi)完成，所以我們看到屏幕上顯示出穩(wěn)定的兩個漢字。程序如下:voidmain()｛while（1）{ｉnpｕｔ(0）；//控制兩個字的前兩列E1=0；E2＝0;//控制1,５,9，13行亮inｐｕt（2)；E1=1；E２=0;inpuｔ(4);Ｅ1＝0;E2＝1；ｉnｐuｔ(6）；E1＝1;E2＝1；｝}結(jié)論這次設計以單片機為核心，實現(xiàn)了漢字的顯示和流動。在最初選題的時候，就是因為這個設計的應用領域比較廣，具有很大的實用價值。所以才決定做這個題目.當然，我做的這個漢字顯示系統(tǒng)功能比較單一，顯示內(nèi)容比較少。和市場上運用的還有很大的差距，但原理基本是一樣的。因為我在大四下學期由于工作需要，去了徐州實習，一直到４月下旬才開始做畢業(yè)設計.時間比較緊迫,而且實際設計的經(jīng)驗也比較缺乏,所以只是單純的實現(xiàn)了漢字的顯示。沒有進一步的進行功能的擴展。這次設計讓我學到了很多，對單片機的知識又加深了一層。對大學所學的知識有了一個很好的綜合運用，動手能力和解決問題的能力也得到了加強。在這次設計中，我終于體會到了從零開始的不易和得到結(jié)果的喜悅。過程是不易的,但結(jié)果卻是可人的,我終于得到了小小的收獲。以前在C語言上總是停留在讀程序和看程序上邊，而這次卻要自己編寫程序,從中體會頗深。在編寫過程中,總是出現(xiàn)一些平時忽略的語法上的小錯誤，雖然大的框架是對的，但就是一些地方不行，這還是實踐少的緣故，但功夫不負有心人,結(jié)果還是令人欣慰的?？偠灾?，這次畢業(yè)設計讓我獲益匪淺。致謝首先，我要感謝學院給我提供了這個課題，讓我有一個親自設計的機會。其次,我特別要感謝我的指導老師曹衛(wèi)鋒老師給我提供的支持和幫助。由于我大四的下學期在徐州實習，還要麻煩曹老師有事時特意通知我。從北京回來后又對我的課題對我進行批注和輔導。在此，謝謝曹老師的悉心指導。另外，我要謝謝我在北京的項目經(jīng)理王珂先生，在單片機方面，他無私的傳授了我很多知識。并對我的課題提出來很多建議，還有比我早進公司的耿飚，在平時的工作中也教會了我很多C語言的知識,在此，謝謝你們。還有，